In einen bewegungsfähigen Simulator geschnallt und mit einer 3D-Brille ausgestattet, erlebten 36 jugendliche Freiwillige kürzlich, wie es ist, durch ein Feld virtueller Sterne zu „reisen“. Die Experimente lieferten neue und konventionsbrechende Daten darüber, wie sensorische Reize von den Gehirnen von Personen mit Autismus-Spektrum-Störung verarbeitet werden.
Die Studie mit dem Titel „Selbstbewegungswahrnehmung bei Autismus wird durch visuelles Rauschen beeinträchtigt, aber über mehrere Sinne hinweg optimal integriert“wurde am 4. Mai 2015 online in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Die Autoren der Studie sind Adam Zaidel von der israelischen Bar-Ilan-Universität sowie Robin P. Goin-Kochel und Dora E. Angelaki vom Baylor College of Medicine in den Vereinigten Staaten.
Wahrnehmungsbeeinträchtigung bei Autismus - eine "laute" Kontroverse
Eines der Kennzeichen der Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist eine überlegene Aufgabenleistung auf niedrigem Niveau neben einer reduzierten Leistung bei Aufgaben, die die Verarbeitung komplexer sensorischer Daten beinh alten. Dies hat zu der Annahme geführt, dass Autismus durch eine Schwierigkeit gekennzeichnet ist, einzelne Einheiten von Wahrnehmungsdaten in globale Konzepte zu integrieren. In Übereinstimmung mit dieser ersten Annahme wurde weiter vorgeschlagen, dass Menschen mit Autismus Schwierigkeiten haben, multisensorischen Input zu integrieren.
Mit ihrem einzigartigen experimentellen Aufbau hat die neue Studie diese herkömmliche Weisheit erfolgreich in Frage gestellt. Darüber hinaus hat es ein neurologisches Phänomen identifiziert, das mit der Autismus-Pathologie assoziiert ist: eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber „lauten“sensorischen Signalen.
"Theorien globaler und multisensorischer Integrationsdefizite bei ASD sind tief in der wissenschaftlichen Diskussion über Autismus verwurzelt", sagt Dr. Adam Zaidel, ein Mitglied des Gonda (Goldschmied) Multidisciplinary Brain Research Center der Bar-Ilan University der Erstautor der Publikation. „In letzter Zeit wurde diese Vorstellung kritisch hinterfragt, da immer mehr Forscher Diskrepanzen mit experimentellen Ergebnissen beobachteten.“
"In dieser Studie zeigen wir, dass eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber sensorischem Rauschen - den zufälligen Signalen, die in die visuellen Aufgaben eingefügt werden, die traditionell von Wissenschaftlern verwendet werden, um den Grad der sensorischen Integration bei Autismus zu testen - eine alternative Erklärung für eine beeinträchtigte Leistung liefern kann. Wenn dieses Rauschen aus der Gleichung entfernt wird, ist die Integration visueller Bewegungsreize bei ASD gleich oder vielleicht sogar besser als die der Kontrollgruppe. Darüber hinaus zeigt unsere Studie, dass die multisensorische Integration, die bei autistischen Teilnehmern beobachtet wurde, vergleichbar mit der der war nicht-autistische Kontrollgruppe."
Eine problematische Wendung beim traditionellen Testen: Rauschen
Zaidel erklärt, dass die visuelle Bewegungsverarbeitung bei ASD im Allgemeinen durch die Verwendung eines computergestützten Tools untersucht wurde, bei dem die Studienteilnehmer gebeten wurden, die Gesamtbewegungsrichtung eines Punktfeldes zu bestimmen, während eine bestimmte Anzahl von Punkte - das "Rauschen" in einem ansonsten kohärenten Bild - werden zufällig verschoben. In diesen Experimenten wird der Geräuschpegel, bei dem die Teilnehmer die Gesamtrichtung nicht mehr bestimmen können, als Maß für die angeborene Fähigkeit des Teilnehmers angesehen, isolierte visuelle Reize in ein globales Bild zu integrieren.
Zaidels neuer Ansatz beweist, dass solche traditionellen Methoden - die auf Lärm als Modulator der Aufgabenschwierigkeit angewiesen sind - zu weit verbreiteten Fehlinterpretationen darüber geführt haben, wie Personen mit ASD visuelle Reize integrieren.
"Unsere Studie wird in einer 3D-Umgebung durchgeführt, in der ein Feld aus sich bewegenden Punkten das Gefühl erzeugt, durch den Weltraum zu reisen, wobei verschiedene Versuche nach rechts oder links von der Geradeaus 'lenken'", sagt Zaidel.„Indem wir die Teilnehmer bitten, ihre wahrgenommene Bewegungsrichtung anzugeben, testen wir ihre Fähigkeit, aus einzelnen Details ein globales Bild zu erstellen. Signifikant – und hier unterscheidet sich unsere Methode von früheren Tests – können wir messbare Ergebnisse erzielen, sowohl wenn randomisierte Punkte einbezogen werden.“im Gesamtbild und in einer völlig stimmigen, rauschfreien Umgebung."
Zaidel sagt, dass autistische Teilnehmer gute Leistungen erbrachten, wenn es keine sich zufällig bewegenden Punkte gab, und erfolgreich die Bewegungsrichtung auf einem Niveau bestimmten, das dem ähnlich war, das von der Nicht-ASD-Kontrollgruppe erreicht wurde. Als die lauten Signale eingeführt wurden, war die ASD-Gruppe jedoch signifikant stärker betroffen als die Kontrollen. Dies weist darauf hin, dass es eher das Vorhandensein von Lärm ist als ein angeborenes Integrationsdefizit, das die Aufgabe für Menschen mit Autismus erschwert.
Kein Defizit: Überdenken der multisensorischen Integration bei ASS
Die einzigartige experimentelle Plattform ermöglichte es Zaidel auch, eine andere Theorie in Frage zu stellen, die kürzlich aufgetaucht ist: dass Menschen mit ASD neurologisch prädisponiert sind für eine mangelhafte Integration multisensorischer Reize.
Der in der Studie verwendete Simulator war mit der Fähigkeit ausgestattet, den Stuhl, auf dem der Studienteilnehmer saß, in Bewegung zu versetzen, wodurch der Teilnehmer gleichzeitig auf visuelle und vestibuläre Reize reagieren und diese interpretieren musste.
"Indem wir dem Experiment Bewegung hinzufügten, schufen wir eine Situation, in der die Teilnehmer die Richtung der Bewegung nicht nur sahen, sondern auch spürten", sagt er. „In diesem Szenario zeigten Menschen mit Autismus eine intakte multisensorische Integration und erledigten Aufgaben auf normative Weise, sowohl in einer kohärenten, geräuschlosen Umgebung als auch bei Vorhandensein von Lärm. Diese Ergebnisse werfen Fragen zu vorherrschenden Theorien zur multisensorischen Integration auf Defizite bei ASS."
Autismus denkt: Sensorische Reize verarbeiten vs. auf Vorwissen zugreifen
Laut Zaidel unterstützt die neue Studie die Vorstellung, dass Menschen mit Autismus sehr empfindlich auf eingehende sensorische Informationen reagieren. Darüber hinaus, so schlägt er vor, sind sie dazu prädisponiert, sich bei der Interpretation der Welt um sie herum stärker auf externe Stimulation zu verlassen – mit weniger Gebrauch von Vorwissen.
"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Menschen mit Autismus möglicherweise einen Mangel an dem haben, was in der wissenschaftlichen Literatur als bayesianische Prioren bekannt ist - die Fähigkeit, auf vorhandenes Wissen zurückzugreifen, um zu verstehen, was wir sehen, und vorherzusagen, was wir in der Zukunft sehen werden naher Zukunft", sagt Zaidel. "Wenn Sie stärker darauf bedacht sind, die Welt von unten nach oben wahrzunehmen - vom Stimulus zur Wahrnehmung - und sich weniger auf Faustregeln aus dem Vorwissen verlassen, wird die Wahrnehmung sowohl anstrengender als auch empfindlicher gegenüber sensorischem Rauschen."
In der Zukunft, sagt Zaidel, könnte es eines Tages möglich sein, dieses Phänomen direkt im Gehirn zu untersuchen oder Behandlungen zu entwickeln, die autistischen Personen helfen könnten, sich besser mit früherem Wissen zu verbinden und es zu nutzen. Er fügt jedoch hinzu, dass zukünftige Fortschritte davon abhängen werden, ein klareres Bild davon zu bekommen, wie das autistische Gehirn sensorische Informationen und Vorstufen verarbeitet.
"In den letzten Jahren sind die vorherrschenden Theorien über die Natur des Autismus Gegenstand von Debatten in der wissenschaftlichen Gemeinschaft geworden", sagt er. "Gleichzeitig nimmt die Häufigkeit von ASD-Diagnosen zu. Es ist von entscheidender Bedeutung, die zugrunde liegende Neuropathologie von Autismus zu verstehen, damit Wissenschaftler die Studien erstellen können, die die besten Chancen haben, uns bei der Bewältigung dieser Herausforderung zu helfen."
